[發(fā)明專利]一種利用海洋表層溫水開采天然氣的方法和裝置系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810281182.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN108590594A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖加奇;龐希順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/01
• 分類號(hào): E21B43/01;E21B43/24
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 耿媛媛

1.一種利用海洋表層溫水開采可燃冰地層中天然氣的方法，其特征在于，包括以下作業(yè)步驟:

（1）確定可燃冰天然氣開采層段和溫水注入層段；選擇偏底部的儲(chǔ)層段作為注水層段；

注水層段要與其上方的可燃冰層具有連通性，以便熱能和物質(zhì)能夠傳送到可燃冰層；

可燃冰層得到了熱能補(bǔ)充后，可燃冰的融化過程得以持續(xù)進(jìn)行；

（2）在可燃冰天然氣開采層段和溫水注入層段，用射孔等手段建立地層與井眼的連通通道；

（3）把溫水管(2)及連接在其底部的井下調(diào)控裝置(7)和防砂篩管(5)放到相應(yīng)井下位置；

（4）將海洋表層的溫水，經(jīng)測量和/或適當(dāng)調(diào)控之后，引入可燃冰層(11)的下方，注入選定的注入層段；

（5）融化后的水和天然氣混合液在壓差驅(qū)動(dòng)下，流經(jīng)防砂篩管(5)，進(jìn)入氣水通道(9)，向上流動(dòng)至分離提升系統(tǒng)，分離提升系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣水分離；

（6）分離提升系統(tǒng)同時(shí)在可燃冰層(11)與氣水通道(9)之間產(chǎn)生壓差，在壓差和熱能的共同作用下，可燃冰融化并流出進(jìn)入氣水通道(9)；分離提升系統(tǒng)同時(shí)也在氣水通道(9)中產(chǎn)生壓力梯度，使水氣混合液流動(dòng)；

（7）監(jiān)控全過程，適當(dāng)調(diào)整工作狀態(tài)，確保安全、穩(wěn)定可燃冰天然氣開采。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用海洋表層溫水開采可燃冰地層中天然氣的方法，其特征在于：上述步驟（5）中，與氣水通道(9)的壓力相比，當(dāng)可燃冰層(11)壓力偏大時(shí)的壓差定義為正壓差；當(dāng)可燃冰層(11)壓力偏小時(shí)的壓差定義為負(fù)壓差；所述正壓差的最大極限記為，負(fù)壓差的最大極限記為；

如果壓差大于就會(huì)發(fā)生噴涌，如果壓差小于-就會(huì)發(fā)生坍塌；設(shè)定一個(gè)小于1的安全系數(shù)，則安全目標(biāo)為：

；

為維護(hù)可燃冰天然氣自動(dòng)產(chǎn)出，我們將壓差控制在正壓差范圍，此時(shí)，調(diào)控目標(biāo)為：

；

可燃冰的冰點(diǎn)溫度記為，為了安全可控產(chǎn)出天然氣，也不能讓溫度高于上限，此時(shí)，溫度調(diào)控目標(biāo)為：

。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用海洋表層溫水開采可燃冰地層中天然氣的方法，其特征在于：所述溫水調(diào)控系統(tǒng)(1)中添加活性劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用海洋表層溫水開采可燃冰地層中天然氣的方法，其特征在于：在所述溫水管(2)和套管(3)之間形成有一個(gè)截面為環(huán)形的氣水通道（9）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用海洋表層溫水開采可燃冰地層中天然氣的方法，其特征在于：所述溫水調(diào)控系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋表面溫水的調(diào)控，該調(diào)控方式包括加溫、加壓和活性劑。

6.一種利用海洋表層溫水開采可燃冰地層中天然氣的系統(tǒng)，其特征在于：包括用于吸入、加溫和加壓海洋表層水的溫水調(diào)控系統(tǒng)(1)、溫水管(2)、套管(3)、井下調(diào)控裝置(7)和分離提升系統(tǒng)(8)；

所述溫水管(2)、井下調(diào)控裝置(7)和防砂篩管(5)均放置在套管(3)中進(jìn)入井下；溫水管(2)的末端連接井下調(diào)控裝置(7)，以向孔隙儲(chǔ)層12孔隙儲(chǔ)層中注入溫水；設(shè)置有防砂篩管(5)；

所述溫水管(2)和套管(3)之間形成了環(huán)形的氣水通道(9)；

所述氣水通道(9)上端接入分離提升系統(tǒng)(8)實(shí)現(xiàn)氣水分離和產(chǎn)生提升壓力差；

所述井下調(diào)控裝置(7)的外壁和可燃冰層(11)處的溫水管(2)外壁上分別設(shè)置有防砂篩管(5)，防砂篩管(5)的上下兩端均設(shè)置有封隔裝置(6)；防砂篩管(5)的內(nèi)外層上開設(shè)有用于氣或水流通的通道孔；

所述溫水調(diào)控系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋表面溫水的調(diào)控，包括加溫、加壓和活性劑的混和；所述加溫可以利用太陽能等綠色能源。